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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Illuminating neutron stars with radiative plasma physics

Descripción del proyecto

Un marco computacional unificado para explicar cómo emiten luz las estrellas de neutrones

Las estrellas de neutrones, restos densos de estrellas masivas, son responsables de algunos de los fenómenos más enigmáticos de la astrofísica, como las emisiones de radio de los púlsares, los rayos X procedentes de fusiones de estrellas de neutrones y los rayos gamma de las llamaradas de los magnetares. A pesar de su importancia, estos mecanismos de emisión siguen siendo poco comprendidos debido a la ausencia de una teoría unificada que combine la física del plasma con los procesos radiativos. El proyecto ILLUMINATOR, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, tiene por objeto colmar esta brecha del conocimiento empleando superordenadores a exaescala que simulen simultáneamente la física radiativa del plasma de las estrellas de neutrones. Las actividades del proyecto incluyen la creación de modelos tridimensionales de plasmas radiativos alrededor de púlsares, así como el desarrollo de un conjunto de herramientas de simulación de código abierto para la modelización de astroplasmas de alta fidelidad. Los resultados del proyecto contribuirán a esclarecer los fenómenos de emisión, pondrán a prueba la física nuclear moderna y aportarán conocimientos más profundos sobre los entornos más extremos del universo.

Objetivo

This research program will use first-principles radiative plasma simulations to understand how neutron stars radiate. Neutron stars are the culprits of the most infamous astrophysical emission enigmas: 1) pulsar radio emission, 2) multi-messenger signals of compact-object binary mergers, and 3) simultaneous generation of giant flares and fast radio bursts from magnetars. These emission mechanisms have remained elusive because we do not have a self-consistent theory that combines plasma physics (describing microscopic motions and energy dissipation of the magnetized gas) and radiative processes (describing the reprocessing of the energy into radiation).

This project combines the forefront plasma physics theory with exascale high-performance computing technologies to achieve two breakthroughs: 1) generation of first-principles 3D models of the radiative plasmas around pulsars, mergers, and magnetars; and 2) development of a novel open-source simulation toolkit for self-consistent and high-fidelity modeling of astroplasmas. These enable a quantitative understanding of the unsolved emission mechanisms (including efficiency, variability, and output spectra) and direct comparison to observations.

Analyzing astronomical observations with these superior physics-constrained models enable direct tests of their validity and a leap in improving the accuracy of the modern nuclear/particle physics theories of the still-unknown neutron star equation of state. The PI has a world-leading role in computational astroplasma physics, an established record of impactful and innovative research in the astrophysics of neutron stars, and 10 years of experience in state-of-the-art high-performance computing solutions.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2023-STG

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Institución de acogida

HELSINGIN YLIOPISTO
Aportación neta de la UEn
€ 2 211 196,00
Dirección
FABIANINKATU 33
00014 Helsinki
Finlandia
Región
Manner-Suomi Helsinki-Uusimaa Helsinki-Uusimaa
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 2 211 196,00

Beneficiarios (1)